计算机软件基础

第9单元

存储器与设备管理a

计算机教学实验中心

教学目标

了解存储器与设备管理的

•概念、任务及采用的方法和技术

上一页

停止放映

下一贡一

第2页

学习要求

通过本单元的学习，了解、弄清、掌握：

•存储器与设备管理的概念、目的、任务

功能、存储分配、地址重定位、虚拟存储器

•存储器与设备管理的常用方法和技术

单一连续区、多连续区、页式、段式等管理方法

•I/O设备的分类及用途

•I/O设备与CPU的通信方式

一循环测试、中断、DMA、通道方式

上一叫•设备分配、管理的常用方法和技术

停止放映—SDT、DCT、COCT、CHCT表在设备管理机制

中的作用

下一贡一

第3页

-、存储器管理

存储器(Memory)能接收数据、保存

数据、而且能根据命令提供这些数据的装置。

存储管理存储管理是针对的。主存是

CPU直接存取指令和数据的设备，所以，它

是系统程序和用户程序共享的重要系统资源。

物何分配和管理有限的存储资源，是设计

人员甚至用户要研究、考虑的问题。

上一叫

停止放映

下一贡一

第4页

存储器管理的目的I

尽量方便用户

提高主存的利用率

上一叫

停止放映

下一贡一

第5页

存储管理的主要功能

•存储分配主存的分配和回收。为管理主存而设

置的相应的组织机制，记录主存的状态信息、已分

配、未分配块、分配策略等。

•存储容量当用户所需存储空间大于可用主存容

量时，系统采用存储器的多级机制、虚拟存储、自

动覆盖等技术。

・地址变换程序语言的符号地址空间到进程的物

上一叫理地址的转换。

停止放映•存储保护在多道程序系统中，系统进程和用户

进程间、用户和用户进程间的存储空间的保护。

下一贡一

第6页

存储空间的分配和释放I

•在计算机中，无论是系统程序、还是用户程序，无论

是数据、还是文件，凡要处理必须装入主存。如何管

理分配存储空间？

•需要考虑和解决的问题：

在多层次存储结构中，如何确定存储位置？

系统程序和用户程序如何管理？

大于主存的程序能否运行？

多道程序处理系统如何管理各个程序的存储空间？

上一叫

如何分配存储器？采用何种分配策略？

停止放映

下一贡一

第7页

多存储层次结构示意图

靠近CPU的存储器，存取速度快。

由触发器组成；存放一个Byte

（Bit、Word）

存放主存中程序的副本，再调用

该程序时，从高速缓存读取。

内存储器

上一叫

用于内、外存之间交换暂存。

停止放映

卜一页

外存储器

磁盘

第8页

存储方式I

•直度分配在源程序中直接使用主存的物理地址。对用

户要求高、使用不方便、易出错。早期计算

机系统中使用。

•静态分配在作业装入前，由程序一次性说明作业所包

含的地址空间。确定后在整个程序执行过程

中不再改变。简单、利用率低、难于实现多道

程序对资源的共享。

•动态分犯在作业被装入主存或在执行过程中，才确定

上一叫其存储分配。管理复杂、但利用率高，容易实

现主存的资源共享。在现代多道程序系统中，

停止放映主要采用动态分配方式。

下一贡一

第9页

存储空间的地址变换

•用户在程序中使用的是符号名，编译系统在产生的目标程序中使

用的是逻辑地址（相对地址），而可执行程序在计算机中运行时使用

的是物理地址（绝对地址）。由程序的符号名空间到运行时真正使

用的物理地址空间转换叫“地址转换”，

也称为程序的重定位。

a的逻辑地址a的绝对地址2FF0

floatb;

charc；b的逻辑地址

上一叫c的逻辑地址b的绝对地址3EC0

停止放映

c的绝对地址4DAA

下一贡一

X

源程序符号空间目标程序地址空间内存的存储空间

第10页

地址重定位

•将一个作业从它的逻辑地址变换成它要装入

的、或要重定位的主存地址的过程。在多道

程序系统中，为了方便用户的使用，对于每

个作业的主存空间可以看成是由地址0开始

的连续的地址空间，称之为逻辑地址空间。

但作业运行是在主存，因此，要进行地址的

转换；称之为“地址重定位”（地址映射）。

上一页重定位两种方式：静态重定位郑动态重定位。

停止放映

下一页

第11页

静态地址重定位I

•是指在作业执行之前进行的重定位。地址

转换工作主要靠重定色装入国探完成。

这种方式简单、容易实现，无需硬件的支

持，是早期计算机采用的一种方式。

•缺点是

・程序一经定位后就不能再在主存中移动；

•要求作业分配连续的主存空间，主存资

上一叫源利用率低；

停止放映・难于实现主存的资源共享。

下一贡一

第12页

静态重定位示意图

主存空间

作业A的地址空间

10100

200INPUT1,400

30

4001357

50

600-------------------

上一叫

停止放映

作业的逻辑地址100处是一个输入语句，从逻辑地址300处，读1个

下一贡一记录。重定位到主存空间后，因为作业从物理地址100处被装入,

输入语句的地址按序被定位在200处，被读记录在400处。

第13页

动态地址重定位

动态班名童定管是在程序执行过程中进行的重定

位，更确切地说是在每次访问内存单元前才进行地

址变换。它是通过硬件的地址变换机构实现的。

设置一个重定位寄存器(RR),用来存放装入主

存空间时的起始地址。

作业访问主存空间的地址是由有效地址区重定位

寄存器的地址荒瞌定。

上一叫

停止放映

主存实际地址=有效地址+重定位寄存器内容

下一贡一

第14页

动态地址重定位示意图

0

100

300

600

1600

主存空间

第15页

动态地址重定位的特点

・目标模块装入主存时无需任何修改，因

而装入之后再移动也不会影响其正确运

行，这对存储管理时解决碎块问题极为

有利；

•若一个模块由若干个相对独立的目标模

块组成，每个分别装入互不相邻的内存

区域，只要各模块有自己对应的重定位

寄存器。这样便于内存的充分利用和资

上一叫源的共享。

•但是亲要附加硬件的支持，增加了系统

停止放映

下一贡一的开销。

第16页

存储空间的分区保护

•在多道程序系统主存空间的分区

的主存中，为了保护示意图

保护系统程序的

安全，系统程序I系统

和用户程序实际J区域

使用的区域是隔

开的。

上一叫•这种分割是靠硬用户

件实现的。用户区域

停止放映程序只能使用用

下一贡一户区域的存储空

间。

第17页

主存空间的扩充

在计算机中，主存总是常数，要想

处理大、多的作业，就要想办法扩充主

存的空间。主导思想是：如何在有限的

主存空间中，处理大于主存的作业。

“自动覆盖”技术和“虚拟存储”

技术是扩充主存常用的、有效的方法。

上一叫

停止放映

下一贡一

第18页

自动覆盖技术

•这种方法的主要作法是将大的程序划分

为主存中可以容纳的独立的逻辑处理段。

每次只调入其中的一段进行处理。早期

程序设计中，经常采用类似的方法处理

大的问题。例如，求解大型线性方程组,

就是采用“分次”算法将大的系数矩阵

分为小块矩阵求解的。

上一叫

停止放映

下一贡一

第19页

虚拟存储器（VirtualStorage）

•它的基本思想是把作业的地址空间和物理地址空

间视为两个不同的概念，采用内、外存结合的办

法，把部分外存作为主存使用，以此为用户提供

了足够大的地址空间——虚存空间。用户可以在

这个地址空间内编程，而完全不考虑主存的大小。

虚戒存储然瞬是在硬件和软件的共同支持下实

现的。腐件负责虚实地址的转换；效件负责实存

（主存）和虚存（外存）之间的信息调度管理。

上一页

停止放映

下一页

第20页

存储管理方法

常用的存储管理方法有：

•单一连续区分配法

•多连续区分配法

•分页管理法

•分段管理法

上一叫

停止放映

下一贡一

第21页

单一连续区分配法

方法要点、:

把主存分为两个固定的存储区域；一个固定

地分配给OS,另一个分配给用户程序。

硬件支持:

引入“篱笆(Fence)寄存器”，将OS和用

户的使用区域分开。

用户程序定位(地址转换)方法:

上一叫采用“静态”法和“动态”法；前者是在程

停止放映序装入前，一次性定位,之后不再改变。后

下一贡一者是采用硬件的定位寄存器，在程序执行过

程中实现动态定位。

第22页

单一连续区分配法示意图I

OS

特点:区域

定位容易，使用简单

已分配空间

•但在多道程序处理用户

区域

情况下，主存资源

上一叫

利用率低，浪费大。自由空间

停止放映

下一贡一

第23页

单一连续区分配法示意图

■

定位寄存器主存空间

2000

2000操作系统

1500（逻辑地址）

3500

CPU用

+（绝对地址S

A

户

区

上一页

域

停止放映

说明：I自由空间

下一页绝对地址=基地址+逻辑地址

基地址不同产生的绝对地址就不同O

第24页

多连续区分配法

/I

•方法要点、:

把主存空间划分为若干个连续的区域，建立空

间分区表进行管理。

•硬件支持:

增加新的保护装置——边界寄存器LOW、UP,

限制分块的上、下边界。

・方法分类•.

上一叫采用“固定分区”那“变长分区”法。

停止放映

下一贡一

第25页

定分区（多连续分区）

•在作业前，把主存划分为几个固定大小

的连续区域；

•建立一个分配表，记录每个分区的大小、

区号、起始地址、及占用标志等信息。

•在作业调度时，根据作业表来确定程序

的重定位地址。

上一叫

停止放映

下一贡一

第26页

固定分区示意图

20K

分区表第1分区

区号长度起址状态30K

第2分区

18K20K已分

50k

214K30K已分第3分区

328K50K已分

上一页476K80K未分

未分区

停止放映

主存“垃圾”

下一页

第27页

固定分区法特点

•优点:

管理调度简单、分区策略适合于工作

负荷比较确定的系统。

•缺点:

主存"零头“太多，浪费严重；由

此而产生"垃圾”回收问题。

上一叫

停止放映

下一贡一

第28页

变长分区（多连续分区）I

•方法要点:

根据要装入作业的实际大小划分区域，且分区

个数也可以调整；建立两张表：已分配分区表P

和未分配分区表F,来管理主存空间。

•特点:

作为优点来说，主存“零头”较小（但还有）；

作为缺点来说：

上一叫★选择剩下的空白区较小，无法使用；

来寻找一个较大的空白区费时（从头找起）；

停止放映

*归并主存“零头”，回收时费时。

下一贡一

第29页

多连续区分配法示意图

已

区号长度起始地址状态

分

配18K20K已分

分216K28K已分

区3■—空表目

表

P4124K108K已分

5

未区号长度起始地址状态

分

配164K44K可用

作业3

上一叫分224K232K可用

区232K

3空表目

停止放映表—一可用分区2

F4……

下一贡一

第30页

分页管理法基本概念|

•页(Page)将作业的地址空间划分为等长的单位，

称为页。

•女将主存的存储空间划分为等长的单位，称为块。

•页表每个页在页表中有一个表项，记录着页号与

该页在主存中的块号的对应关系；页表实际上是地

址重定位表。

作业表作业与页号管理对照表，每个作业有一个表

项；表项由作业号、页表长度、页表起始地址、状

态等信息组成。

•动态幽触至我控制为了实现从作业的地址空间到主

上一叫存物理空间的映射而设置的一种硬件部件；地址结

停止放映构如下：

下一贡一PW

P为页号W为页内偏移量

第31页

分页管理法

•方法要点:

将主存空间按定长划分为页、与存储空

间的存储块一一对应。通过对页表和作

业表的管理，实现对作业管理的目的。

•硬件支持:

自动将地址空间划分为两部分：

上一叫页号十页内偏移

停止放映

下一贡一

第32页

分页管理法算法描述

/I

•分页管理法是将作业在逻辑地址空间中划分为

页，通过页表与主存空间的块一一对应起来。

作业中的逻辑地址通过动态必况转窿物制

转换为：白/

自动

页号，页内地址块号，块内地址

对应

从而实现存储空间的管理。

上一叫•分页管理可以处理不连续的地址空间和物理空

停止放映间。

下一贡一

第33页

分页管理法示意图

作业表JT作业A作业B

页号块号

04

15

26

作业C

页号块号

07

下一页

110

第34页

动态地址变换示意图

控制寄存器有效地址

页表长度页表始址2452

1___________________

100LOADL2500

1K___________________

2K___________________

2500___________________

3K1234作业页表物理地址=8644

作业地址空间2500=2x1024+452

第35页

分页管理法特点

优点:

•有效地解决了存储空间的“零头垃圾”问题;

•易于实现代码段的共享；

・用户可以连续编址。

缺点:

•采用硬件的动态变址机构，

•成本大、降低了CPU速度；

上一页•各种管理表格占用了部分存储空间；

停止放映•块内还有“零头”；

•要求运行的作业必须全部装入主存。

下一页

第36页

分段管理的基本概念

•段

将程序划分为相互独立、具有一定逻辑功能的模

块、且分别按名单独存放，称这些模块为段。

■段表

为便于作业管理，系统建立的表格；每个作业一

个表项。表项由段号、段长度、段起始地址组成。

•二维地址空间

上一叫用两个参数才能唯一确定地址的空间。

•地址映射

停止放映

两个不同空间地址的对应的转换。

下一贡一

第37页

分段管理

・方法要点:

将作业分段后，段内的逻辑地址是二维

空间的地址（段，段内偏移量）。通过

分段表以及地址映射机构将二维地址空

间的逻辑地址转换为一维主存空间中的

物理地址。

•硬件支持:

上一叫地址映射机构：自动将作业中的逻辑地

址划分为段和段内偏移量。

停止放映

下一贡一

第38页

分段管理举例

有一个程序划分为4段，如下图所示:

00

CALL[SUB]|<¥>00

C:

LOAD1,[DATA]|6

STORE1,200工作区

[WORK]|<C>500300

数据块

子程序SUBWORK

DATE

理序

上一页

停止放映

CALL[SUB]|<Y>转到子程序SUB中的入口处“Y”；

下一页LOAD1,[DATA]|6将数据区DATA的第6单元的值读入寄存楚1;

STORE1,[WORK]|vO将寄存器1的内容存入WORK中C单元。

第39页

分段管理示意图

第40页

分段管理特点

优点:

•便于模块化处理

•便于动态连接

•便于分段共享

缺点:

•硬件成本高，地址转换花费CPU时间;

上一叫•要为表格提供主存空间；

停止放映•分段的最大尺寸受主存大小的限制。

下一贡一

第41页

分配算法简介

首次适应算法从第1个空白区开始查寻，

直到找到第1个适应要求的空白区为止。

•凄优适应算法空白区按大小递增顺序链

接，指针总是指向最小的一个；因此总是从

最小的一个开始。这样，第1次找到的满足

上一叫要求的空白区必然是最合适的。

停止放映

下一贡一

第42页

段页式存储管理I

•为了获得分段在逻辑上的优点和分页在管理存储空间

方面的优点，兼用分段和分页两种方法，即是段页式

存储管理。这种技术的基本思想是：用分段的方法来

分配和管理虚拟存储器，而用分页方法来分配和管理

实存储器（主存）。

这样一来，新的地址空间结构就变成由三个部分

组成：

上一叫

停止放映

卜一页段号页号页内位移量

第43页

段页式存储管理示意图

控制寄存器

段表长度段表始址页号状态存储块号OS

彳

二号状态页表长度页表始址

0L0

1

10页号状态存储块

00

L4

2

3

第44页

段页式存储管理说明

必须指出的是程序的分段，可由程序员

根据信息的逻辑结构来划分，而分页和

程序员无关，是系统自动进行的。也即

程序员使用的编址方式给出的目标程序

的地址形式仍然是二维的，即段号加段

内相对地址。而只是由地址变换机构把

段内相对地址的高位解释为页号，低位

上一叫解释为页内相对地址。

停止放映

下一贡一

第45页

DOS的主存管理

•采用单一连续分区的方法，

但却综合运用了多连续分区

的管理技术。

上一页

停止放映

下一贡一

第46页

UNIX的主存管理

•采用分段管理方法，存储分

配采用优先适应算法。

上一页

停止放映

下一贡一

第47页

Windows，98存储器管理|

•Windows98OS不仅支持常规内存、扩展内存和扩

充内存管理，还支持虚拟内存管理（VM）。

•VM是Win98内存管理的核心，它是通过硬盘来完成

与物理内存相关的功能；

•它能够寻址4GB空间，包括硬盘空间；

•通过两个内存进程向应用程序提供大的虚拟内存空

间；一个是换页进程，负责物理内存和硬盘之间移

动数据；另一个是地址转换进程，负责将物理内存

上一叫地址翻译成虚拟内存地址或映射文件；

•当一个进程所需要的存储空间超过了剩下可用的

停止放映

RAM时，虚拟内存管理器便开始使用换页技术，在

下一贡一物理内存和硬盘之间交换数据。

第48页

、设备管理

•计算机系统中的设备通常指I/O（输入/输出）

设备。由于计算机技术的飞速发展，I/O设

备的种类越来越多，设备管理和分配也越

来越复杂。与设备管理有关的概念有：

•I/O设备分类

•I/O设备与CPU的通信方式

上一叫・设备管理中使用的数据结构

停止放映•I/O设备分配的策略

下一贡一

第49页

1、I/O设备分类

从不同角度、按不同的方式，可对I/O设备进行分类。

(1)按设备使用方式分

•输入设备将信息由外部设备送入主机的设备。

•输出设备将信息由主机送到外部设备的设备。

(2)按设备的从属关系分

•系统设备由OS管理的标准设备；如显示器、打印

机、磁盘等。

•用户设备用户按特殊需要选装的、非标准设备；

上一页如传真机、绘图仪等。

停止放映

卜一页

第50页

I/O设备分类（续）

/

（3）按设备资源分配方式分

•独享设备为保证信息传送的连贯性，通常是在该设备用

完之后才分配给下一个作业。一般是低速设备，像打印机、

磁带机等。

®共享设备多用户可以同时使用的设备，如磁盘、

服务命等。

（4）按数据组织和存取方式分

•字符设备以字符为单位存取数据的设备，如键盘、

鼠标、打印机等。

上一叫•块设备以数据块为单位存取数据的设备，如磁盘、

光盘等。

停止放映

下一贡一

第51页

I/O设备分类(续)

/

(5)按通讯方式分

•串行设备指每次按一位传送的设备，如键盘、

串行打印机等。

•并行设备指每次按多位传送的设备，如并行打印机。

(6)按处理速度分

・低速设备指传输速率较低的串行设备，如键盘等。

•高速设备指传输速率较高的设备，如网络设备等。

上一页

停止放映

下一页

第52页

设备管理的目的

方便性方便用户使用和操作。

•并行性要求I/O设备与CPU之间、设备与通道之间、

通道于通道之间能并行处理，以提高系统的处理效

率。

•均衡性使I/O设备的使用保持平衡，这样才能最大

限度的发挥设备的潜力和功效。解决设备均衡性的

最好方法是利用SPOOLing技术和缓冲技术；例如

将共享磁盘作为虚拟设备。

上一叫•与没客无关性用户使用的设备与实际使用的设备

无关。即用户在程序中使用的是逻辑设备名，即使

停止放映在设备不开机或设备故障时，程序也能正常使用。

下一贡一而要使用物理设备时，再通过命令等方式完成逻辑

设备到物理设备的转换。

第53页

SPOOLing技术

(SimultaneousPeripheralOperationOnLine)

为解决高速CPU和低速I/O设备的矛盾，而采用的一种技术。

（直译为：联机同步外设操作）

早期采用脱机处理技术如今采用假脱机处理技术

通道通道

输入机-^CPU

输

输

输

机

出

入

输入数据来自输入机出

流

流

小型机输入机

盘

上一页磁

停止放映

下一贡一

主机输出机

输出数据送到输出机第54页

设备管理的任务

1)外部设备中断处理

2)外部设备接口程序设计和设备驱动

3)外部设备的分配与释放

4)虚拟设备的实现和管理

上一页

停止放映

下一贡一

第55页

设备管理程序的任务

•设备管理是由设备管理理叙现的，其

任务是：

(1)按照用户需要控制I/O设备工作，完成用户

所希望的I/O操作。

(2)按照分配策略将I/O设备分配给对该设备提

出请求的进程。

(3)在大、中型计算机系统中，I/O设备种类繁

多，其投资可占整个系统的50%~80%。因此,

上一叫充分而有效的使用这些设备，尽可能提高它们

停止放映的并行操作程度是设备管理程序复杂而重要的

任务。

下一贡一

第56页

设备管理的功能I

•记录系统中设备、控制器、通道的状态信息。

•根据用户请求按分配策略分配I/O设备、控制

器、通道。

•实现I/O操作。在操作、控制过程中，要对通

道发来的中断请求作出响应和处理。

•其它功能。包括，对缓冲区进行有效的管理，

以提高CPU和I/O设备之间的并行操作，减少

上一叫中断；为改善系统的可适应性和可扩展性，应

停止放映使用户程序与实际使用的I/O物理设备无关等。

下一贡一

第57页

2、I/O与CPU的通信方式|

•CPU和I/O设备之间交换信息的方式不同,

也决定了信息交换的效率不同。选用何

种通信方式是需要考虑综合因素的。

信息交换方式一般可分为：

查询方式

中断处理方式

直接内存存取方式

上一叫(DMA)

停止放映通道方式

下一贡一

第58页

(1)循环探测I/O方式I

•通过设置一个测试I/O设备“忙/闲”状态标志的触

发器。若它置“闲”，则执行I/O操作，若它置

“忙”，则CPU不断对它进行监测，直至设备

“闲”下来为止。在早期计算机系统中主要采用

这种方式。

•由于CPU速度比I/O设备速度高得多，而循环测试

I/O方式使得CPU与外部设备只能串行工作，因此

CPU绝大部分时间都处于等待I/O设备完成的循环

上一叫测试中，CPU资源浪费极大。

停止放映优点:管理简单

下一贡一缺点:浪费了CPU资源

第59页

(2)中断处理方式

/

•为了克服循环测试方式的缺点(CPU必须不断主动

测试I/O设备是否空闲)，引入中断处理技术。该

方式的核心就是使I/O设备具有主动“汇报”的能

力；每当完成I/O操作后，便给CPU发一个通告信

号。只有当CPU接到I/O设备中断请求后，才处理

I/O操作。

优点:速度快，提高了资源的利用率。

缺点:I/O操作还依赖于CPU,如果I/O处理频繁，

上一叫CPU也将很忙。特别是对字符设备，传送一个字符,

停止放映就要响应一次中断处理；若字符I/O设备很多、传

输量很大时，CPU可能完全陷入I/O处理中而不能

下一贡一

自拔。

第60页

(3)DMA方式(DirectMemoryAccess)

中断方式只能提高CPU的利用率，但在传送数据量

大、速度高的情况下，它的处理效率就不理想了。

目前在块设备的I/O系统中，采用DMA方式。它是

一种简单的通道方式，即在硬件的支持下，通过占

用总线控制权，实现信息交换。这种方法并不中断

当前CPU的工作，而只是在CPU暂停的几个周期内

由DMA控制器实现信息交换。即DMA为具有部分

CPU功能的装置。

优点:I/O操作处理速度快。

上一页缺点:DMA方式只能完成简单的数据传输，不能

满足更复杂的I/O操作要求，在大、中型计算机系统

停止放映中，普遍采用I/O处理机来管理外部设备和主存之间

下一页的信息交换。

第61页

直接内存存取方式示意图

主存

耳

“V

CPUDMA1DMA2DMAn

AA山

IVy

上一叫

设备1设备2设备n

停止放映

下一贡一

第62页

(4)通道(Channel)方式

•要想把CPU从繁忙的杂务中解放出来，必

须使I/O设备的管理不再依赖于CPU。

“通道”是具有相对独立的I/O处理能力

的装置。如大型机的前端机，PC机的

Intel8090（I/O通道）等。在通道方式下,

I/O处理变成了处理机之间的通讯问题O

•在采用通道方式的I/O系统中，CPU有两

上一叫个作用：一是将I/O操作任务下达给通道，

停止放映由通道代替CPU专门处理I/O工作；二是

下一贡一随时了解通道、控制器和设备工作的情况。

第63页

通道的分类

1、按通道的结构分

(1)结合型通道早期计算机采用的一种通道结构，

为了节省设备，通道的大部分硬件和CPU结合在一

起使用，所以其独立性、并行性都较差。

(2)独立型通道通道和CPU完全分开，通道和

CPU的并行性、独立性都较强，但成本较高。

2、按I/O信息传送方式分

(1)字符多路通道

上一叫(2)选择通道

数组多路通道

停止放映(3)

下一贡一

第64页

通道连接方式

由于通道的引入，使得CPU和通道、通道和通道、以及通

道和设备之间充分并行，从此I/O系统就形成了一个完整的、

独立的系统结构。通道的连接方式有两种：

(1)单通道连接(2)多通道连接

下一页

第65页

①字节多路通道

以字节为单位、按字节交叉方式传送信息

的通道，即每次当前子通道控制I/O设备交

换完一个字节后，便立即空出字节多路通

道，让另一个子通道使用。

因为字节多路通道速度很高，I/O设备速度

低（如键盘、打印机），所以一个字节多

路通道可以连接多个低速的I/O设备。

上一叫优点:通道利用率高

停止放映缺点：数据传输的速率低（字符设备）

下一贡一

第66页

②数据选择通道

/

按成组方式传输数据，每次传送一批，故传送速

率很高。

选择通道只有一个分配型子通道，该子通道可以

连接多台I/O设备，但在一段时间内，只允许一

台I/O设备进行数据传输操作。当某一台设备的

操作占用了该子通道后，它将以独占的方式运行,

直到释放为止。因此这种方式的通道利用率很低。

优点:传输数据的速度快

上一叫

缺点:通道利用率低

停止放映

下一贡一

第67页

③数组多路通道

•字符多路通道和选择通道各有利弊，数组

多路通道就是结合前两者的优点而形成的

通道方式。

•数组多路通道有多个非分配型子通道，它

可以连接多台高速I/O设备，数据传输按成

组方式进行，几个通道程序分时并行工作。

因此，这种方式被广泛用来连接高、中速

设备。

上一叫I/O

优点：较高传输速率和较高的通道利用率。

停止放映

缺点：成本较高

下一贡一

第68页

3、设备管理系统

•当某进程发出I/O操作申请后，具体I/O

操作的实现是由设备分配程序来完成

的。这其中包括：根据分配策略对I/O

设备进行分配、分配相应的控制器和

通道、形成数据传输的通路、完成主

存和设备之间的信息交换等。

•设备分配程序由I/O交通管制程序和I/O

上一叫调度程序构成。

停止放映

下一贡一

第69页

(1)设备管理有关的数据结构I

•为了对系统中的设备实行有效的管理，

设置了一整套数据结构，包括：系统设

备表(SDT)、设备控制表(DCT)、

控制器控制表(COCT)以及通道控制

表(CHCT),称这些表格的数据为

“设备管理数据基”。

•也可以说，设备的管理，实际上是对这

上一叫些相关数据的表格的管理。

停止放映

下一贡一

第70页

SDT系统设备表(SystemDeviceTable)

SDT表记录着系统中全部标准I/O设备，一种设备一

个表项。内容包括：

SDT设备i特征信息

设备类

设备标识符

进程标识符

上一叫

设备接口模块标识符

停止放映

下一贡一每一种设备又建立相应的设备控制块、控制器控

制块和通道控制块。

第71页

DCT设备控制表(DeviceControlTable)

•为了实现对设备的控制，每一种设备都在DCT表中

有一个表项，内容包括：

DCT设备类型

DCT1设备标识符

设备状态（忙/闲）

DCTi与设备连接的控制器表指针

上一叫重复